DE102020209787A1

DE102020209787A1 - Kontinuierliche Trajektorien-Korrektur bei der Magnetresonanzbildgebung

Info

Publication number: DE102020209787A1
Application number: DE102020209787.9A
Authority: DE
Inventors: Manuel Stich; Nadine Dispenza; Dominik Paul; Mario Zeller
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2020-08-04
Filing date: 2020-08-04
Publication date: 2022-02-10
Also published as: US20220043092A1; US11585884B2

Abstract

Es wird ein Korrekturverfahren zur Reduktion von temperaturbedingten Abweichungen einer Gradientenantwort einer MR-Pulssequenz bei der MR-Bildgebung beschrieben. Bei dem Korrekturverfahren wird eine MR-Pulssequenz (GP) ausgespielt, welche mindestens einen nominellen Test-Gradienten (gnom,1(t)) umfasst. Es wird wiederholt eine Gradientenantwort (greal,1(t)) auf den mindestens einen nominellen Test-Gradienten (gnom,1(t)) durch eine Magnetfeldmessung in einem Untersuchungsbereich erfasst. Weiterhin wird eine Gradienten-System-Übertragungsfunktion (GSTF) auf Basis der Gradientenantwort (greal,1(t)) ermittelt. Schließlich wird eine korrigierte MR-Pulssequenz (GP) auf Basis der Gradientensystem-Übertragungsfunktion (GSTF) und des mindestens einen nominellen Test-Gradienten (gnom,1(t)) ermittelt. Es wird auch ein Verfahren zur Aufnahme von Magnetresonanzbilddaten eines Untersuchungsobjekts (O) beschrieben. Zudem wird eine Korrektur-Einrichtung (110) beschrieben. Überdies wird eine MR-Bildrekonstruktionseinrichtung (120) beschrieben. Ferner wird eine Magnetresonanzanlage (1) beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Korrekturverfahren zur Reduktion von temperaturbedingten Abweichungen einer Gradientenantwort einer MR-Pulssequenz bei der MR-Bildgebung. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Aufnahme von Magnetresonanzbilddaten eines Untersuchungsobjekts. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Korrektur-Einrichtung. Ferner betrifft die Erfindung eine MR-Bildrekonstruktionseinrichtung. Außerdem betrifft die Erfindung eine Magnetresonanzanlage.
In einem Magnetresonanzsystem wird üblicherweise der zu untersuchende Körper mit Hilfe eines Grundfeldmagnetsystems einem relativ hohen Grundfeldmagnetfeld, beispielsweise von 1,5 Tesla, 3 Tesla oder 7 Tesla ausgesetzt. Nach Anlegen des Grundfeldes richten sich Kerne im Untersuchungsobjekt mit einem nicht verschwindenden nuklearen magnetischen Dipolmoment, häufig auch Spin genannt, entlang des Feldes aus. Dieses kollektive Verhalten des Spin-Systems wird mit der makroskopischen „Magnetisierung“ beschrieben. Die makroskopische Magnetisierung ist die Vektorsumme aller mikroskopischen magnetischen Momente im Objekt an einem bestimmten Ort. Zusätzlich zu dem Grundfeld wird mit Hilfe eines Gradientensystems ein Magnetfeldgradient angelegt, durch den die Magnetresonanzfrequenz (Larmor-Frequenz) am jeweiligen Ort bestimmt wird. Über ein Hochfrequenz-Sendesystem werden dann mittels geeigneter Antenneneinrichtungen hochfrequente Anregungssignale (HF-Pulse) ausgesendet, was dazu führen soll, dass die Kernspins bestimmter, durch dieses Hochfrequenzfeld resonant (d. h. bei der am jeweiligen Ort vorliegenden Larmor-Frequenz) angeregter Kerne um einen definierten Flipwinkel gegenüber den Magnetfeldlinien des Grundmagnetfelds verkippt werden. Wirkt ein solcher HF-Puls auf Spins, die schon angeregt sind, so können diese in eine andere Winkelstellung umgekippt oder sogar in einen Ausgangszustand parallel zum Grundmagnetfeld zurückgeklappt werden. Bei der Relaxation der angeregten Kernspins werden Hochfrequenzsignale, so genannte Magnetresonanzsignale, resonant abgestrahlt, die mittels geeigneter Empfangsantennen (auch Magnetresonanzspulen oder Empfangsspulen genannt) empfangen, anschließend demoduliert und digitalisiert werden und dann als sogenannte „Rohdaten“ weiterverarbeitet werden. Die Akquisition der Magnetresonanzsignale erfolgt im Ortsfrequenzraum, dem sogenannten „k-Raum“, wobei während einer Messung z. B. einer Schicht der k-Raum entlang einer durch die Schaltung der Gradientenpulse definierten „Gradiententrajektorie“ (auch „k-Raum-Trajektorie“ genannt) zeitlich durchlaufen wird. Außerdem müssen zeitlich passend koordiniert die HF-Pulse ausgesandt werden. Aus den so akquirierten Rohdaten können nach weiteren Verarbeitungsschritten, die in der Regel auch vom Akquisitionsverfahren abhängen, schließlich mittels einer zweidimensionalen Fourier-Transformation die gewünschten Bilddaten rekonstruiert werden. Alternativ können inzwischen auch dreidimensionale Volumen definiert angeregt und ausgelesen werden, wobei die Rohdaten wiederum nach weiteren Verarbeitungsschritten in einen dreidimensionalen k-Raum einsortiert werden. Es kann dann entsprechend eine Rekonstruktion eines dreidimensionalen Bilddatenvolumens mittels einer dreidimensionalen Fourier-Transformation erfolgen.
Üblicherweise werden zur Ansteuerung eines Magnetresonanztomographiesystems bei der Messung bestimmte vorgegebene Pulssequenzen, d. h. Abfolgen von definierten HF-Pulsen sowie von Gradientenpulsen in verschiedenen Richtungen und von Auslesefenstern, währenddessen die Empfangsantennen auf Empfang geschaltet sind und die Magnetresonanzsignale empfangen und verarbeitet werden, verwendet.
Die Gradientenpulse sind über ihre Gradientenamplitude, die Gradientenpulszeitdauer und über die Flankensteilheit bzw. die 1. Ableitung der Pulsform dG/dt der Gradientenpulse, üblicherweise auch als „Slew Rate“ bezeichnet, definiert. Da die Hardware eine maximale Belastungsgrenze aufweist, sind die Gradientenstärke und die Steigung der Gradienten, d. h. die „Slew Rate“, grundsätzlich limitiert.
Mit Hilfe eines sogenannten Messprotokolls werden die erwähnten Pulssequenzen für eine gewünschte Untersuchung, zum Beispiel einen bestimmten Kontrast der berechneten Bilder, vorab parametrisiert. Das Messprotokoll kann auch weitere Steuerdaten für die Messung enthalten. Dabei gibt es eine Vielzahl von Magnetresonanz-Sequenztechniken, nach denen Pulssequenzen aufgebaut sein können, mit denen Magnetresonanzaufnahmen erzeugt werden können.
Unter „Magnetresonanzaufnahmen“ sollen im Folgenden mit Hilfe eines im Rahmen des Verfahrens angesteuerten Magnetresonanzgeräts erzeugte Bilddaten vom Inneren des Untersuchungsobjekts verstanden werden, aber auch Parameterkarten, welche eine räumliche oder zeitliche Verteilung von bestimmten Parameterwerten innerhalb des Untersuchungsobjekts wiedergeben und z. B. aus den Bilddaten erzeugt werden können. Unter einer „Aufnahme“ von Magnetresonanzbilddaten wird das Durchführen eines Bildaufnahmeverfahrens mit Hilfe eines Magnetresonanzbildgebungssystems verstanden.
Wie bereits erwähnt, erfolgt bei der Magnetresonanzbildgebung keine direkte Bildaufnahme im Ortsraum, sondern es werden zunächst Magnetresonanzsignale gemessen, deren Amplitude als Fourier-Transformierte der Bildaufnahme im k-Raum interpretiert werden. Der k-Raum kann dabei als der Ortsfrequenz-Raum der Dichteverteilung der magnetischen Momente in einem zu untersuchenden Bereich aufgefasst werden, in dem MR-Signale aufgenommen werden. Wird der k-Raum ausreichend abgetastet, so erhält man durch eine (bei schichtweiser Abtastung zweidimensionale) Fourier-Transformation die räumliche Verteilung der Dichte der magnetischen Momente. Dieser k-Raum wird während der Messung mit Rohdaten aufgefüllt, welche den erfassten Magnetresonanzsignalen entsprechen. Herkömmlich werden dabei nacheinander die Linien auf einem kartesischen Gitter des k-Raums abgetastet. Dies hat im Allgemeinen den Vorteil, dass eventuelle Verschiebungen der gemessenen Linien für jede k-Raum-Linie gleich sind. Diese kohärente Verschiebung resultiert in einem Phasenversatz der Bilddaten. Da bei den meisten Bildaufnahmen nur die Magnituden der Bildsignale betrachtet werden, tritt dieser Phasenversatz bei der Darstellung im Ortsraum nicht mehr auf. Daher ist diese Art der k-Raumabtastung sehr robust.
Der k-Raum kann aber auch mit anderen Abtastmustern, sogenannten Trajektorien, mit Rohdaten aufgefüllt werden. Beispielsweise kann eine Abtastung des k-Raums mit einer radialen oder spiralförmigen Trajektorie erfolgen. Diese Abtastmuster haben jeweils spezifische Vor- und Nachteile. Beispielsweise ist eine radiale Abtastung besonders robust gegenüber Bewegungsartefakten und gegenüber einer Unterabtastung.
Bei der Magnetresonanzbildgebung hat die Genauigkeit bei dem Ausspielen der Gradienten durch das Gradientensystem einen starken Einfluss auf die Bildqualität. Wie gerade erwähnt, werden neben Bildgebungssequenzen mit kartesischen Trajektorien der Gradienten auch Pulssequenzen mit radialen oder spiralförmigen Trajektorien genutzt, darüber hinaus werden auch sogenannte Single-Shot-EPI-Sequenzen für die MR-Bildgebung angewendet. Letztere Sequenzen haben höhere Ansprüche an die zeitliche Genauigkeit der Gradientenfelder. Ursachen für die Abweichungen der tatsächlich ausgespielten Gradienten von den beabsichtigten Gradientenverläufen finden sich in dem Auftreten von Wirbelströmen, Zeitabstimmungs- und Verstärkungsfehlern und Feldfluktuationen, die durch mechanische Vibrationen nach dem Umschalten von Gradienten verursacht werden, und in der thermischen Variation von Hardware-Komponenten. Alle diese Effekte führen zu einer Gradientengestalt, die von der nominellen Gradientenform, also der Form des eigentlich beabsichtigten Gradienten abweicht. Diese Abweichung führt zu Fehlern bei der Ermittlung der k-Raum-Trajektorie, welche zur Rekonstruktion von Bilddaten benötigt wird, Fehlern in dem akquirierten Signal und schließlich zu Artefakten in den Bildern.
In 1 ist ein Vergleich zwischen einem nominellen Gradienten, wie er in dem Pulsprogramm entworfen ist, und dem tatsächlichen Gradienten, welcher dann durch den MR-Scanner ausgespielt wird, veranschaulicht. Die Abweichungen zwischen der nominellen Eingabe und der tatsächlichen Ausgabe können durch Hardware-Ungenauigkeiten erklärt werden.
Sind die Abweichungen genau bekannt, so kann eine tatsächliche k-Raum-Trajektorie ermittelt und für die Bildrekonstruktion verwendet werden. Alternativ kann die tatsächliche k-Raum-Trajektorie auch gemessen werden. Zusätzlich haben Untersuchungen ergeben, dass das Gradientensystem-Verhalten temperaturabhängig ist. 2 zeigt das Temperaturprofil bzw. den Temperaturverlauf während einer MR-Bildaufnahme, welches das Übertragungsverhalten des dynamischen Gradientensystems während der klinischen täglichen Routine beeinflusst. Temperatursensoren, welche zur Überwachung der Temperatur an den Kabelverbindungen und an den Gradientensystemen angeordnet sind, zeigen Temperaturen, die von 18°C bis auf 55°C ansteigen können. Infolge der temperaturabhängigen Änderung der Frequenzübertragungscharakteristiken muss das Gradientenkorrekturverfahren angepasst werden, um die Gradientensystemungenauigkeiten optimal zu reduzieren. In 3 sind Abweichungen der frequenzabhängigen Gradientensystem-Übertragungsfunktion (GSTF) zwischen einer Temperatur von 20°C und einer Temperatur von 40°C gezeigt.
Bisher wurde das Problem der sich ändernden Gradientensystemeigenschaften infolge der Gradientenaufheizung nicht gelöst. Herkömmlich erfolgt immer nur eine Korrektur von Gradienten für einen spezifischen Gradientensystemzustand bei einer einzigen Temperatur. Beispielsweise wird eine Gradientencharakterisierungsfunktion einmal für die Raumtemperatur ermittelt und dann für die gesamte Bildgebungssequenz verwendet, ohne einen Temperaturwechsel während der Bildgebung zu berücksichtigen.
Die einmalige statische Gradientenkorrektur basiert auf einer Technik, welche sich einer Gradientencharakterisierungsfunktion (GIRF = Gradient Impulse Response Function = Gradientenimpuls-Antwortfunktion oder GSTF = Gradient System Transfer Function = Gradientensystem-Übertragungsfunktion) bedient, um Hardware-Abweichungen zu korrigieren. Dabei ist $GSTF (f) = F {GIRF (t)} .$
Dabei ist F die Fourier-Transformierte, f die Frequenz und t die Zeit.
Bei dieser Technik werden lineare und zeit-invariante Charakteristiken des dynamischen Gradientensystems genutzt, um Gradienten, die durch ein Scannersystem ausgespielt wurden, während der Bildrekonstruktion zu korrigieren. Bei einer Technik wird eine Impuls-Antwort-Funktion (abgekürzt mit GIRF = Gradientenimpuls-Antwortfunktion) oder die Übertragungsfunktion (abgekürzt mit GSTF = Gradientensystem-Übertragungsfunktion) des Systems genutzt, um nicht-kartesische Trajektorien zu korrigieren. Die Gradientensystem-Übertragungsfunktion GSTF ist ein Ansatz, um das Verhalten eines dynamischen Gradientensystems zu charakterisieren. 4 zeit die Magnitude und die Phasenantwort eines GSTF-Terms erster Ordnung.
Bei einer Post-Korrektur werden die korrigierten Gradienten g_post,l(t) für jede Achse (1 = x, y, z) durch Multiplizieren der Fouriertransformierten des nominellen Gradienten G_nom,1(f) mit den entsprechenden GSTFs bei dem korrekten Temperaturzustand GSTF_1,1(f) und eine Fouriertransformation in die Zeitdomäne (Rücktransformation) berechnet: $g_{p o s t, l} (t) = F^{- 1} {F {g_{n o m, l} (t)} \cdot G S T F_{l, l} (f)}$
Der Wert 1 repräsentiert die Richtung x, y, z, in die der Eingabe-Gradient g_nom,1(t), auch nomineller Gradient genannt, ausgespielt wurde und in der der Ausgabe-Gradient G_rea1,1 (f) gemessen wird.
Bei einer vorausgehenden Entzerrung wird die inverse GIRF oder GSTF genutzt, um zu erreichen, dass eine korrigierte nominelle Gradientenform g_pre,1(t) ausgespielt wird, so dass der gewünschte Ausgabe-Gradient G_rea1,1(t) erzielt wird, der dem ungestörten nominellen Gradienten g_nom,1 entspricht: $g_{p r e, l} (t) = F^{- 1} {F {g_{n o m, l} (t)} \cdot G S T F_{l, l}^{- 1} (f)}$
Die Gleichungen 2 und 3 zeigen vereinfachte Korrekturen der Gradienten, wobei nur die Selbstterme erster Ordnung der GSTF verwendet werden. Zur Erläuterung soll hier kurz erwähnt sein, dass die GSTF auch Terme aufweist, die die Wechselwirkungen zwischen Magnetfeldkomponenten unterschiedlicher Richtungen beschreiben, sowie Terme höherer Ordnung umfasst. Um eine umfängliche und vollständige Korrektur aller Magnetfeldkomponenten durchzuführen, müssen alle GSTF-Terme von der 0-ten bis zur n-ten Ordnung verwendet werden. Eine hinreichende Korrektur kann allerdings bereits dadurch erreicht werden, dass hauptsächlich die Terme 0-ter Ordnung verwendet werden, um die B₀-Felder zu korrigieren, und die Terme erster Ordnung verwendet werden, um die Gradientenfelder zu korrigieren.
Äquivalent zu der Gleichung 2 ist eine Faltung des Gradienten mit einem Kernel GIRF_1,1(t), der Inversen der GSTF. Dabei ist $GIRF \times {GIRF}^{- 1} = δ .$
Der Operator „x“ ist in Gleichung 4 ein Faltungsoperator.
Um die GSTF zu ermitteln, muss das Gradientensystem mit einem breiten Frequenzspektrum geprüft werden. Idealerweise wäre als Testgradientenfunktion ein Dirac-Impuls δ(t) geeignet, um eine Abdeckung sämtlicher Frequenzen zu erreichen. Die Gradienten, welche durch den Scanner ausgespielt werden, werden in kleinen dynamischen Feldproben gemessen, mit denen eine Phasenentwicklung bzw. ein Phasensignal bestimmbar ist. Das Phasensignal basiert auf dem Rohsignal, also dem Signal, das von den Spulen gemessen wird. Von dem Signal, auch FID genannt, wird nur die Phase weiterverarbeitet. Die Magnitude wird dabei außer Acht gelassen. Aus dem Phasensignal lässt sich der Gradient bestimmen. Eine Formel hierzu ist zum Beispiel in https://online-library.wiley.com/doi/abs/10.1002/mrm.27147 zu finden.
In 5 ist die Ermittlung der GSTF unter Anwendung von 12 unterschiedlichen dreiecksförmigen Gradientenpulsen gezeigt.
Insgesamt ist zu konstatieren, dass die Korrektur von Gradientenfeldern bereits bekannt ist, allerdings beschränkt sie sich darauf, konstant während des Ablaufs einer Magnetresonanzaufnahme auftretende Störeffekte zu kompensieren. Das dynamische Verhalten des in die Magnetresonanzbildgebung involvierten Gesamtsystems während des Vorgangs der Bildgebung und dessen Einfluss auf die Gradientenfelder wird bisher nicht berücksichtigt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Korrektur von gradientenbedingten Verzerrungen bei der MR-Bildgebung zu entwickeln.
Diese Aufgabe wird durch ein Korrekturverfahren zur Reduktion von temperaturbedingten Abweichungen einer Gradientenantwort einer MR-Pulssequenz bei der MR-Bildgebung gemäß Patentanspruch 1, ein Verfahren zur Aufnahme von Magnetresonanzbilddaten eines Untersuchungsobjekts gemäß Patentanspruch 12, eine Korrektur-Einrichtung gemäß Patentanspruch 13, eine MR-Bildrekonstruktionseinrichtung gemäß Patentanspruch 14 sowie eine Magnetresonanzanlage gemäß Patentanspruch 15 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Korrekturverfahren zur Reduktion von temperaturbedingten Abweichungen einer Gradientenantwort einer MR-Pulssequenz bei der MR-Bildgebung wird eine MR-Pulssequenz ausgespielt, welche mindestens einen nominellen Test-Gradienten umfasst. Der Test-Gradient kann einen beliebigen Gradienten der Pulssequenz umfassen. Beispielsweise kann er einen Bildgebungsgradienten oder einen Diffusionsgradienten umfassen. Der Test-Gradient kann also eine Doppelfunktion aufweisen: einerseits eine Testfunktion andererseits eine reguläre Funktion in einer Pulssequenz. Ein Bildgebungsgradient dient beispielsweise zur Lokalisierung der Wirkung eines RF-Pulses. Der Test-Gradient kann aber auch einen Gradienten ausschließlich für Testzwecke umfassen, vorzugsweise für den Fall, dass die übrigen Gradienten sich nicht zu Testzwecken eignen. Das Ausspielen der MR-Pulssequenz erfolgt im Rahmen eines Magnetresonanzbildgebungsvorgangs. Unter einem „nominellen Test-Gradienten“ sind die einem Test-Gradienten zugeordneten nominellen Feldstärkewerte zu verstehen, die bei einem Ausspielen eines Gradienten zu erwarten sind. Es handelt sich dabei aufgrund von dynamischen Störeinflüssen noch nicht um die realen Feldstärkewerte des Test-Gradienten, die nur durch eine entsprechende Messung des Test-Gradienten bzw. von dessen Feldstärke zu ermitteln sind. Weiterhin wird wiederholt in gewissen zeitlichen Abständen eine Gradientenantwort auf den mindestens einen nominellen Test-Gradienten durch eine Magnetfeldmessung in einem Untersuchungsbereich während des Vorgangs der Magnetresonanzbildgebung erfasst. Bei der Gradientenantwort handelt es sich nun um die bereits erwähnte tatsächliche Feldstärke, welche durch den Test-Gradienten erzeugt wird. Auf Basis der Gradientenantwort wird weiterhin eine Gradientencharakterisierungsfunktion ermittelt. Eine solche Gradientencharakterisierungsfunktion beschreibt einen mathematischen Zusammenhang zwischen einem nominellen Test-Gradienten und der Gradientenantwort. Die Gradientencharakterisierungsfunktion kann zum Beispiel die bereits in der Einleitung genannte Gradientensystem-Übertragungsfunktion oder die Gradientenimpuls-Antwortfunktion umfassen. Schließlich wird eine korrigierte MR-Pulssequenz auf Basis der Gradientencharakterisierungsfunktion und des mindestens einen nominellen Test-Gradienten ermittelt. Da der Testprozess in den eigentlichen Magnetresonanzbildgebungsvorgang integriert ist, er also simultan zu der Magnetresonanzbildgebung abläuft, können Temperaturschwankungen und deren Einfluss auf die tatsächliche Abtast-Trajektorie im k-Raum bei dem Vorgang der Bildaufnahme und/oder der Bildrekonstruktion berücksichtigt werden, so dass Artefakte aufgrund von kurzfristig während der Bildgebung auftretenden Änderungen im Gesamtsystem kompensiert werden können. Insbesondere können Temperaturschwankungen, genauer gesagt auf Temperaturschwankungen zurückzuführende Variationen der Gradienten und daraus resultierende Artefakte unterdrückt oder zumindest reduziert werden. Besonders Temperaturschwankungen, die durch den Betrieb des MR-Systems selbst erzeugt werden, können schnell veränderliche Störeffekte bewirken, die nur durch eine zeitnahe Überwachung erkannt und kompensiert werden können, wie sie erfindungsgemäß realisiert ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Aufnahme von Magnetresonanzbilddaten eines Untersuchungsobjekts werden Rohdaten, welche mittels einer Gradientenpulssequenz erzeugt werden, akquiriert. Dann wird eine korrigierte Gradientenpulsequenz auf Basis des erfindungsgemäßen Korrekturverfahrens ermittelt. Schließlich werden MR-Bilddaten auf Basis der akquirierten Rohdaten sowie der korrigierten Gradientenpulssequenz rekonstruiert. Vorteilhaft kann die Bildrekonstruktion auf Basis von in Echtzeit überwachten Gradientenfelddaten erfolgen, so dass Artefakte aufgrund von zeitlich schnell veränderlichen Störeinflüssen auf die Gradientenfelder unterdrückt werden können.
Die erfindungsgemäße Korrektur-Einrichtung weist eine Ausgangsschnittstelle zum Ausspielen einer MR-Pulssequenz auf, welche mindestens einen nominellen Test-Gradienten umfasst. Sie umfasst außerdem eine Eingangsschnittstelle zum wiederholten Erfassen einer Gradientenantwort auf den mindestens einen nominellen Test-Gradienten durch eine Magnetfeldmessung in einem Untersuchungsbereich. Zudem weist die erfindungsgemäße Korrektur-Einrichtung eine Ermittlungseinheit zum Ermitteln einer Gradientencharakterisierungsfunktion auf Basis der Gradientenantwort und eine Korrektureinheit zum Ermitteln einer korrigierten MR-Pulssequenz auf Basis der Gradientencharakterisierungsfunktion und des mindestens einen nominellen Test-Gradienten auf. Die erfindungsgemäße Korrektur-Einrichtung teilt die Vorteile des erfindungsgemäßen Korrekturverfahrens zur Reduktion von temperaturbedingten Abweichungen einer Gradientenantwort einer MR-Pulssequenz bei der MR-Bildgebung.
Die erfindungsgemäße MR-Bildrekonstruktionseinrichtung weist die erfindungsgemäße Korrektur-Einrichtung, eine Eingangsschnittstelle zum Akquirieren von MR-Rohdaten von einem Untersuchungsbereich und eine Bildrekonstruktionseinheit zum Rekonstruieren der akquirierten Rohdaten auf Basis einer von der Korrektur-Einrichtung korrigierten MR-Pulssequenz auf. Die erfindungsgemäße MR-Bildrekonstruktionseinrichtung teilt die Vorteile des erfindungsgemäßen Korrekturverfahrens zur Reduktion von temperaturbedingten Abweichungen einer Gradientenantwort einer MR-Pulssequenz bei der MR-Bildgebung.
Die erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage muss neben einem Grundfeldmagnetensystem, mit dem in üblicher Weise im Patientenmessraum ein Grundfeldmagnetfeld angelegt wird, eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung des Grundfeldmagnetsystems, ein Sendeantennensystem mit einer Hochfrequenzsendeeinrichtung, ein mehrere Gradientenspulen umfassendes Gradientensystem mit einer Gradientensystemschnittstelle, ein Empfangsantennensystem mit einer Hochfrequenzempfangseinrichtung und eine erfindungsgemäße Bildkorrektur-Einrichtung aufweisen. Die erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage teilt die Vorteile des erfindungsgemäßen Korrekturverfahrens zur Reduktion von temperaturbedingten Abweichungen einer Gradientenantwort einer MR-Pulssequenz bei der MR-Bildgebung.
Die erfindungsgemäße Korrektur-Einrichtung kann bevorzugt in Form von Software auf einer geeigneten programmierbaren Steuereinrichtung einer Magnetresonanzanlage mit entsprechenden Speichermöglichkeiten realisiert sein. Auch die Hochfrequenzsendeeinrichtung, die Gradientensystemschnittstelle und die Hochfrequenzempfangseinrichtung können zumindest teilweise in Form von Softwareeinheiten realisiert sein, wobei wiederum andere Einheiten dieser Komponenten reine Hardwareeinheiten sind, beispielsweise ein Hochfrequenzverstärker, die Hochfrequenzsendeeinrichtung, eine Gradientenpulserzeugungseinrichtung der Gradientensystemschnittstelle oder ein Analog-/Digitalwandler der Hochfrequenzempfangseinrichtung etc. Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung, insbesondere der genannten Einheiten, hat den Vorteil, dass auch schon bisher verwendete Magnetresonanzanlagen-Steuereinrichtungen auf einfache Weise durch ein Software-Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise zu arbeiten. Insofern wird die Aufgabe auch durch ein Computerprogrammprodukt gelöst, welches in einem transportablen Speicher hinterlegt und/oder über ein Netzwerk zur Übertragung bereitgestellt wird und so direkt in einen Speicher einer programmierbaren Magnetresonanzanlagen-Steuereinrichtung ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des erfindungsgemäßen Korrekturverfahrens zur Reduktion von temperaturbedingten Abweichungen einer Gradientenantwort einer MR-Pulssequenz bei der MR-Bildgebung und/oder alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aufnahme von Magnetresonanzbilddaten eines Untersuchungsobjekts auszuführen, wenn das Programm in der Steuereinrichtung ausgeführt wird.
Ein solches Computerprogrammprodukt kann neben dem Computerprogramm gegebenenfalls zusätzliche Bestandteile wie z. B. eine Dokumentation und/oder zusätzliche Komponenten, auch Hardware-Komponenten, wie z. B. Hardware-Schlüssel (Dongles etc.) zur Nutzung der Software, umfassen.
Zum Transport zur Steuereinrichtung und/oder zur Speicherung an oder in der Steuereinrichtung kann ein computerlesbares Medium, beispielsweise ein Memorystick, eine Festplatte oder ein sonstiger transportabler oder fest eingebauter Datenträger dienen, auf welchem die von einer Rechnereinheit der Steuereinrichtung einlesbaren und ausführbaren Programmabschnitte des Computerprogramms gespeichert sind. Die Rechnereinheit kann z. B. hierzu einen oder mehrere zusammenarbeitende Mikroprozessoren oder dergleichen aufweisen.
Die abhängigen Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung enthalten jeweils besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Dabei können insbesondere die Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein. Zudem können im Rahmen der Erfindung auch die verschiedenen Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele und Ansprüche zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden.
Bevorzugt erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Korrekturverfahren das wiederholte Erfassen einer Gradientenantwort mindestens nach jedem fünften Repetitionsintervall. Experimente haben gezeigt, dass relevante Temperaturänderungen bei der Magnetresonanzbildgebung nach etwa fünf Repetitionsintervallen auftreten können. Mithin ist es ausreichend, einen Testgradienten bei jedem fünften Repetitionsintervall auszuspielen. Wird die Häufigkeit des Ausspielens auf ein Mindestmaß reduziert, kann gegebenenfalls die Zeitdauer für den Magnetresonanzbildgebungsprozess auf ein Minimum reduziert werden. Außerdem wird der Rechenaufwand für die Korrekturen auf das Notwendige beschränkt.
Besonders bevorzugt erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Korrekturverfahren das wiederholte Erfassen einer Gradientenantwort in jedem Repetitionsintervall. Bei dieser Variante können auch unerwartet schnell auftretende Störeffekte, welche sich auf die Gradientenfelder auswirken, kompensiert werden.
Auch bevorzugt weist bei dem erfindungsgemäßen Korrekturverfahren der nominelle Test-Gradient eine rechteckige Form oder eine Trapezform auf. Derart ausgebildete Test-Gradienten decken ein breites Frequenzspektrum ab und eignen sich daher für eine Korrektur von Trajektorien im gesamten k-Raum.
Ebenfalls bevorzugt umfasst bei dem erfindungsgemäßen Korrekturverfahren die Gradientenpulssequenz den nominellen Test-Gradienten als einen integralen Bestandteil. Vorteilhaft müssen keine zusätzlichen Test-Gradienten in die Gradientenpulssequenz eingebaut werden. D. h. der Test-Gradient hat eine Doppelfunktion, ist er doch sowohl Test-Gradient als die Abtast-Trajektorie der Pulssequenz definierender Gradient. Solche Gradienten mit Doppelfunktion können je nach Typ der angewendeten MR-Pulssequenz zum Beispiel Rephasierungsgradienten, Schichtselektionsgradienten, Diffusionsgradienten, Auslesegradienten, Phasenkodiergradienten usw. umfassen.
Weiterhin bevorzugt umfasst bei dem erfindungsgemäßen Korrekturverfahren die Gradientenpulssequenz den nominellen Test-Gradienten als einen zusätzlichen Gradientenpuls. Dieser zusätzliche Gradientenpuls ist insbesondere vorteilhaft für den Fall, dass bei dem erfindungsgemäßen Korrekturverfahren die Gradientenpulssequenz keine rechteckigen oder trapezförmigen Gradientenpulse umfasst. In einem solchen Fall lassen sich durch die in der Pulssequenz ohnehin vorhandenen Gradientenpulse oft nicht alle Frequenzen abdecken, die zur Abtastung bzw. Gewinnung der Rohdaten notwendig sind. Um trotzdem eine möglichst präzise Korrektur der Gradientenfelder zu erhalten, kann ein zusätzlicher Gradientenpuls innerhalb eines Repetitionsintervalls ausgespielt werden. Dieser nominelle Test-Gradient kann auch eine von einer rechteckigen und von einer Trapezform abweichende Gestalt aufweisen.
Der nominelle Test-Gradient kann insbesondere mindestens einen Chirp-Puls aufweisen, so dass zur Ermittlung der Gradienten-System-Übertragungsfunktion die Gradientenantwort des Chirp-Pulses erfasst wird. Ein solcher Chirp-Puls ist insbesondere bei allen MR-Pulssequenzen vorteilhaft, bei denen keine Trapezgradienten oder rechteckförmigen Gradienten auftreten. Der Chirp-Puls hat den Vorteil, dass er eine sehr geringe Pulsdauer aufweist. Ein Trapezgradient dauert auch etwas länger, um diesen auf die nötige Amplitude zu bringen.
Ebenfalls bevorzugt umfasst bei dem erfindungsgemäßen Korrekturverfahren die Gradientenpulssequenz mindestens einen spiralförmigen Gradienten. Ein spiralförmiger Gradient deckt zwar nicht alle im k-Raum auftretenden Frequenzen ab, aber dieses Defizit kann durch einen zusätzlichen Test-Gradientenpuls, beispielsweise einen Chirp-Puls oder einen trapezförmigen oder rechteckförmigen Puls, ausgeglichen werden. Ein Chirp-Puls benötigt besonders wenig Zeit, so dass er in ein Repetitionsintervall passt. Damit wird die Messzeit nicht erhöht und die Gradientenfelder können in Echtzeit korrigiert werden.
Besonders bevorzugt wird bei dem erfindungsgemäßen Korrekturverfahren auf Basis der Gradientencharakterisierungsfunktion und des mindestens einen nominellen Test-Gradienten eines Repetitionsintervalls ein bereits ausgespielter Gradient der Gradientenpulssequenz korrigiert. Eine solche nachträgliche Korrektur, auch als „Post-Correction“ bezeichnet, ermöglicht eine besonders präzise Korrektur der Gradientenfelder, da ein Test-Gradient zur Korrektur desjenigen Repetitionsintervalls genutzt werden kann, in dem er auch auftritt.
Sehr bevorzugt wird bei dem erfindungsgemäßen Korrekturverfahren auf Basis der Gradientencharakterisierungsfunktion und des mindestens einen nominellen Test-Gradienten eines Repetitionsintervalls im Voraus ein korrigierter Gradient der Gradientenpulssequenz eines nachfolgenden Repetitionsintervalls ermittelt. Diese Vorgehensweise wird auch als „Pre-Emphasis“ bezeichnet. Vorteilhaft kann bei dieser Variante eine Korrektur bereits beim Ausspielen der Gradienten vorgenommen werden, so dass die eigentliche Bildrekonstruktion keiner Korrekturen der Gradientenfelder mehr bedarf. Diese Variante hat die Besonderheit, dass die ermittelte Gradientencharakterisierungsfunktion erst auf das folgende Repetitionsintervall angewendet werden kann und nicht bereits auf das Repetitionsintervall, in dem sich der nominelle Test-Gradient befindet. Bei üblichen Temperaturschwankungen sollte diese minimale Verzögerung aber keinen relevanten Effekt haben.
Die Gradientencharakterisierungsfunktion, beispielsweise eine Gradienten-Impulsantwortfunktion, kann beispielsweise mittels einer MR-Testaufnahme mit Hilfe eines Phantoms ermittelt werden. Die Bestimmung der Gradientencharakterisierungsfunktion mit Hilfe eines Phantoms erfordert weniger logistischen Aufwand und ist kostengünstiger als die Vorgehensweise mit einer Feldkamera.
Alternativ kann auch eine Messung des Gradienten mit Hilfe einer Feldkamera erfolgen. Diese Vorgehensweise ist allerdings aufwändiger und dauert auch zeitlich länger als die vorgenannte Vorgehensweise. Außerdem muss die direkte Messung bei einer Änderung von Messparametern erneut vorgenommen werden.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Es zeigen:

1 eine vergleichende Darstellung von nominellen Gradienten und den tatsächlich ausgespielten Gradienten einer Pulssequenz bei der MR-Bildgebung,
2 ein Schaubild, welches den Tagesgang einer Temperatur im Bereich eines MR-Scanners veranschaulicht,
3 ein Schaubild, welches die Magnitude einer Gradientensystem-Übertragungsfunktion veranschaulicht,
4 ein Schaubild, welches eine Magnitudenantwort und eine Phasenantwort einer Gradientensystem-Übertragungsfunkton erster Ordnung veranschaulicht,
5 ein Schaubild, welches die Übermittlung einer Gradientensystem-Übertragungsfunktion unter Anwendung von 12 unterschiedlichen dreiecksförmigen Gradientenpulsen veranschaulicht,
6 ein Pulssequenzdiagramm, welches eine EPI-Pulssequenz veranschaulicht, einen Vergleich eines nominellen eingegebenen rechteckförmigen Gradienten mit einem tatsächlich ausgegebenen und gemessenen Gradienten sowie die zugehörige Gradientensystem-Übertragungsfunktion,
7 ein Pulssequenzdiagramm, welches eine Gradientensequenz mit einer spiralförmigen Trajektorie veranschaulicht, einen Vergleich eines nominellen Eingabegradienten mit dem tatsächlich ausgegebenen und gemessenen Gradienten sowie die zugehörige GSTF-Funktion,
8 das in 7 bereits veranschaulichte Pulssequenzdiagramm mit zwei aufeinanderfolgenden Pulssequenzabschnitten,
9 ein Flussdiagramm, welches ein Korrekturverfahren zur Reduktion von temperaturbedingten Abweichungen einer Gradientenantwort einer MR-Pulssequenz bei der MR-Bildgebung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,
10 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zur Aufnahme von Magnetresonanzbilddaten eines Untersuchungsobjekts veranschaulicht,
11 ein Blockdiagramm, welches eine Korrektur-Einrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,
12 ein Blockdiagramm, welches eine Bildrekonstruktionseinrichtung zum Rekonstruieren von akquirierten Rohdaten veranschaulicht,
13 eine schematische Darstellung eines MR-Bildgebungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In 1 ist eine vergleichende Darstellung 12 von nominellen Gradienten Gnom und den tatsächlich ausgespielten Gradienten G_real einer Pulssequenz bei der MR-Bildgebung gezeigt. Die nominellen Gradienten Gnom weisen über die Steuerung des MR-Systems festgelegte Feldstärkewerte auf. Dagegen entsprechen die realen Gradienten G_real den in einem Untersuchungsbereich tatsächlich gemessenen Feldstärkewerten. In einer Teildarstellung 12a oben links ist ein Schaubild eines Eingabe-Gradienten bzw. nominellen Gradienten Gnom gezeigt, der von einer Steuereinrichtung eines MR-Systems erzeugt wird und an den Scanner 12b des MR-Systems übermittelt wird, der in einer Teildarstellung in der Mitte oben dargestellt ist. Der von dem Scanner 12b tatsächlich ausgespielte Gradient G_real wird in einem Teilschaubild 12c oben rechts gezeigt. Der nominelle Gradient Gnom weist in dem in 1 gezeigten Beispiel eine Dreiecksform auf. Eine solche Dreiecksform deckt einen relativ breiten Frequenzbereich ab und kann daher das Antwortverhalten eines Gradienten im Frequenzraum recht gut abbilden. Der reale Gradient G_real weist aufgrund der bereits erwähnten Störeffekte, wie zum Beispiel Wirbelströme, zeitliche Abstimmungs- und Verstärkerfehler und Feldfluktuation aufgrund von mechanischen Vibrationen nach dem Schalten eines Gradienten sowie thermische Veränderungen der Hardwarekomponenten, eine von dem nominellen Gradienten G_nom abweichende Gradientenform auf. Der reale Gradient G_real ist insbesondere etwas abgerundet im Vergleich zu dem eckigen nominellen Gradienten Gnom.
In einem unteren Teilschaubild 12d sind beide Gradienten G_nom, G_real gemeinsam dargestellt. Wie in dem Teilschaubild 12e zu erkennen ist, ist der reale Gradient G_real zu dem nominellen Gradienten Gnom etwas zeitversetzt.
Ein Ausschnitt des Teilschaubilds 12d wird in einem Teilschaubild 12e vergrößert dargestellt. In dem Teilschaubild 12e ist zu erkennen, dass der tatsächliche Gradient G_real bzw. die Amplitude des tatsächlichen Gradienten G_real bei t = 122 s unter den nominellen Gradienten Gnom abfällt und bei etwa t = 130 s einen höheren Magnitudenwert als der nominelle Gradient Gnom annimmt, um bei Werten von t = 160 s wieder mit dem nominellen Gradienten auf der Nulllinie zusammenzufallen.
In 2 ist ein Schaubild 20 gezeigt, welches den Tagesgang von insgesamt zwölf Temperaturmesspunkten GC1, ..., GC12 im Bereich eines MR-Scanners veranschaulicht. Die Temperatur wird also an unterschiedlichen Stellen im Bereich des MR-Scanners gemessen und ist in Grad Celsius über die Zeit in Tagen d bzw. Stunden h aufgetragen. Die unterschiedlichen Temperaturkurven werden an unterschiedlichen Messpunkten des MR-Scanners gemessen.
Wie in dem Schaubild 20 zu erkennen ist, werden zeitweise Spitzentemperaturen von bis zu 60 °C gemessen und die Temperaturspanne reicht etwa von 20°C bis 60°C. Diese Temperaturunterschiede führen zu einem unterschiedlichen Antwortverhalten des Gesamtsystems auf ausgespielte Gradienten. Da die Trajektorie, die die Gradienten im k-Raum beschreiben, für die Rekonstruktion jedoch möglichst exakt bekannt sein sollte, um eine gute Bildqualität zu erhalten, ist es wünschenswert, die temperaturbedingten Abweichungen der realen Gradienten G_real von den nominellen Gradienten G_nom zu kennen bzw. gegebenenfalls sogar zu kompensieren.
In 3 ist ein Schaubild 30 gezeigt, welches die Magnitude M einer Gradientensystem-Übertragungsfunktion GSTF darstellt. Eine Gradientensystem-Übertragungsfunktion GSTF ergibt sich aus dem Quotienten aus dem realen Gradienten G_real und dem nominellen Gradienten G_nom. In 3 sind zwei Gradientensystem-Übertragungsfunktionen GSTF₂₀, GSTF₄₀ für zwei unterschiedliche Temperaturen von 20°C und 40°C veranschaulicht. In dem Schaubild sind Magnitudenwerte M der GSTF₂₀, GSTF₄₀ über die Frequenz f in kHz aufgetragen. Wie in dem Schaubild 30 zu erkennen ist, ist die Magnitude M bei 40°C etwas höher als bei 20°C.
In 4 sind zwei Schaubilder 40a, 40b gezeigt, wobei ein erstes Schaubild 40a die Magnitude M einer Gradientensystem-Übertragungsfunktion GSTF veranschaulicht und ein zweites Schaubild 40b die Phase P der Gradientensystem-Übertragungsfunktion GSTF veranschaulicht. Es sind jeweils drei leicht unterschiedliche Gradientensystem-Übertragungsfunktionen GSTF_xx, GSTF_yy, GSTF_zz als DiagonalKomponenten einer matrix-artigen Gradientensystem-Übertragungsfunktionen GSTF dargestellt.
In 5 ist ein Schema 50 gezeigt, welches die Ermittlung einer Gradientensystem-Übertragungsfunktion GSTF_xx für Gradienten in x-Richtung unter Anwendung einer Kombination von 12 unterschiedlichen dreiecksförmig ausgebildeten Gradientenpulsen g_{nom_x}(t) darstellt. In einem ersten Teilschaubild 50a ist ein Ensemble von 12 dreiecksförmig ausgebildeten Gradiententestpulsen g_{nom_x}(t) mit unterschiedlichen Linienmustern (gestrichelt, durchgezogen, gepunktet) gezeigt. Diese werden nach dem Ausspielen in einem MR-Scanner 12 in reale Gradientenpulse g_{real_x}(t) verwandelt, welche in einem zweiten Schaubild 50b gezeigt sind. Wie in dem zweiten Schaubild 50b zu erkennen ist, sind die realen Gradientenpulse g_{real_x}(t) leicht abgerundet und unterschreiten auch teilweise die Null-Linie, wie es bereits im Zusammenhang mit 1 besprochen wurde. Die beiden Schaubilder 50a, 50b sind in der Zeitdomäne dargestellt. Weiterhin sind auch Schaubilder 50c, 50d der nominellen Gradienten G_{nom_x} (f) sowie der realen Gradienten G_{real_x}(f) im Frequenzbereich in den beiden Schaubildern 50c und 50d dargestellt. Die Gradienten G_{nom_x}(f), G_{real_x}(f) ergeben sich jeweils durch eine Fouriertransformation FT aus der Zeitdomäne in die Frequenzdomäne. Im Zentrum des Schemas 50 ist die Gradientensystem-Übertragungsfunktion GSTF_xx gezeigt, die durch Division des realen Gradienten G_{nom_x}(f) durch den nominellen Gradienten G_{nom_x} (f) ermittelt wird. Dieser Sachverhalt ist in 5 durch ein großes Divisionszeichen „÷“ symbolisiert.
In 6 ist ein Schema 60 für eine EPI-Sequenz dargestellt. In einem oberen Teilschaubild 60a ist ein Pulssequenzdiagramm gezeigt, welches eine EPI-Pulssequenz veranschaulicht. In einem zweiten Teilschaubild 60b unten links ist ein Vergleich eines zeitlichen Verlaufs einer Amplitude A eines nominellen eingegebenen rechteckförmigen Gradienten G_read mit dem zeitlichen Verlauf einer Amplitude A eines tatsächlich ausgegebenen und gemessenen Gradienten G_real gezeigt. In einem dritten Teilschaubild 60c unten rechts ist die Gradienten-System-Übertragungsfunktion GSTF bzw. sind drei Diagonalkomponenten GSTF_xx, GSTF_yy, GSTF_zz bzw. deren Magnitude M in Abhängigkeit von der Frequenz f veranschaulicht.
In 6 ist in dem oberen Teilschaubild 60a ein Pulsdiagramm einer echoplanaren Bildgebung mit Diffusionswichtung gezeigt. Das Pulsdiagramm weist in einer ersten Zeile, welche mit RF/ADC gekennzeichnet ist, einen RF-Anregungspuls RF1 und einen RF-Refokussierungspuls RF2 auf. Weiterhin sind in der ersten Zeile Auslesefenster ADC eingezeichnet, die durch Kästchen symbolisiert sind. In dem Pulsdiagramm sind zwei Repetitionsintervalle gezeigt, d. h. die ausgespielten Pulse wiederholen sich einmal. In einer zweiten Zeile des Pulsdiagramms, welche mit G_Read gekennzeichnet ist, ist eine Folge von Auslesegradienten G_Read veranschaulicht. Die Auslesegradienten sind nominelle Gradienten G_nom(t) und rechteckförmig ausgebildet. In einer dritten Zeile des Pulsdiagramms, welche mit G_Diff gekennzeichnet ist, sind zwei Diffusionsgradientenpulse G_Diff dargestellt. Der Auslesevorgang findet mit Hilfe der Auslesegradienten G_Read in einem Zeitintervall zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂ statt.
Die in 6 gezeigten Gradienten G_nom sind rechteckig geformte Gradienten. Rechteckig oder trapezförmig ausgebildete Gradienten ermöglichen die Ermittlung der Gradientensystem-Übertragungsfunktion GSTF für jeden rechteckig oder trapezförmig ausgebildeten Gradienten. Ein rechteckiger oder trapezförmiger Gradient kann durch Anwendung einer aktualisierten Gradientensystem-Übertragungsfunktion GSTF korrigiert werden. Ein rechteckiger oder trapezförmiger Gradient kann selbst als Testgradient dienen, weil die Ableitung eines idealen rechteckigen Gradienten ein Dirac-Impuls, also eine Delta-Funktion ist. Alle Frequenzen, welche nicht in dem Spektrum des rechteckigen oder trapezförmigen Gradienten enthalten sind, können durch das System aufgrund der Slew-Rate-Begrenzung nicht ausgespielt werden. In einer links unten angeordneten Teilzeichnung ist der nominelle Eingabe-Gradient Gnom sowie der tatsächliche Ausgabe-Gradient G_real, wie er gemessen ist, visualisiert. Es ist jeweils die Amplitude A in mT/m über die Zeit t aufgetragen. In einer Teilzeichnung 60c von 6 unten rechts ist die Gradientensystem-Übertragungsfunktion GSTF gezeigt, die durch Dividieren des Ausgabe-Gradienten G_real durch den Eingabe-Gradienten Gnom berechnet wird. In 6 sind die Diagonalkomponenten GSTF_xx, GSTF_yy, GSTF_zz der Gradientensystem-Übertragungsfunktion GSTF bzw. deren Matrix dargestellt.
In 7 ist ein Schema 70 für eine Pulssequenz mit spiralförmiger Trajektorie der Auslesegradienten dargestellt. Das Schema ist analog zu dem in 6 gezeigten Schema 60 in drei Teilschaubilder 70a, 70b, 70c aufgeteilt.
In einem ersten Teilschaubild 70a ist ein Pulssequenzdiagramm gezeigt, welches eine Gradientensequenz mit einer spiralförmigen Trajektorie für die Gradienten G_x, G_y in x-Richtung und in y-Richtung veranschaulicht. Die spiralförmigen Gradienten eignen sich nicht für die Berechnung einer Gradientensystem-Übertagungsfunktion, da sie keinen breiten Frequenzbereich abdecken. Aus diesem Grund ist in jedem Repetitionsintervall an den jeweiligen spiralförmigen Gradienten ein zusätzlicher, sogenannter Chirp-Gradient G_CH angefügt. Dieser Chirp-Gradient G_CH ist in einer Teilzeichnung 70b unten links im Detail dargestellt. Er umfasst eine Vielzahl von Frequenzen und ist zeitlich kurz genug, um sich in ein Repetitionsintervall einzufügen. In der Teilzeichnung 70b ist auch ein Vergleich eines nominellen Eingabegradienten G_{CH_nom} in Chirpform mit dem tatsächlich ausgegebenen und gemessenen Gradienten G_{CH_} _real gezeigt. Hierzu ist ein Abschnitt des dargestellten Chirp-Pulses vergrößert gezeigt. In der Vergrößerung wird deutlich, dass die Amplitude des nominellen Gradienten G_{CH_nom} etwas größer ist und auch eine zeitliche Verschiebung zwischen dem nominellen Gradienten G_{CH_nom} und dem realen Gradienten G_{CH_real} besteht.
In einem dritten Teilschaubild 70c ist die zugehörige GSTF-Funktion bzw. deren Magnitude M in Abhängigkeit von der Frequenz dargestellt. Die Gradientensystem-Übertragungsfunktion GSTF ergibt sich durch Dividieren des Ausgabe-Gradienten G_{CH_real} durch den Eingabe-Gradienten G_{Ch_nom.} Es sind die Diagonalwerte der Gradientensystem-Übertragungsfunktion GSTF bzw. deren Matrix dargestellt.
Um bei einer nicht-rechteckigen und nicht-trapezförmigen Gradientenform trotzdem Testgradienten mit einem breiten Frequenzspektrum zu erhalten, wird den Gradienten G_x, G_y also ein sogenannter Chirp-Puls hinzugefügt. Ein Chirp-Puls ist ein kurzer Frequenz-Sweep über einen hinreichenden Frequenzbereich. Dieser Puls hat den Vorteil, dass er sehr kurz ist und daher problemlos in eine Repetitionszeit hineinpasst. Eine Kombination von dreieckförmig ausgebildeten Gradienten ist nicht geeignet, weil sie die Messzeit erheblich verlängern würden, was dazu führen würde, dass ein aktueller Gradientensystem-Zustand nicht rechtzeitig korrigiert werden könnte.
Für beide in 6 und 7 gezeigten Fälle kann eine nachgeordnete Korrektur, die auch als „Post-Correction“ bezeichnet wird, durchgeführt werden, für die die bildgebenden Gradienten in demselben Repetitionsintervall, in dem sie ausgespielt werden, erfasst werden und eine Gradientensystem-Übertragungsfunktion GSTF ermittelt wird, um die Gradiententrajektorie bei der Rekonstruktion zu korrigieren. Alternativ kann die Gradienten-System-Übertragungsfunktion GSTF auch im Vorhinein für die Gradienten in der nächsten Repetitionszeit berechnet werden, was auch mit „Pre-Emphasis“ bezeichnet wird. Die zweite der beiden Varianten ist in 8 für eine Spiral-Bildgebungssequenz veranschaulicht. Die Gradientensystem-Übertragungsfunktion GSTF wird von einem Repetitionsintervall TR_n erfasst und zur Korrektur in einem folgenden Repetitionsintervall TR_n+1 genutzt, d. h. die Änderungen des Gradientensystems mit der Temperatur werden innerhalb einer Repetitionszeit zur Aktualisierung bzw. Korrektur der Gradientenfelder genutzt.
In 8 ist in einem ersten Teilschaubild 80a das in 7 bereits veranschaulichte Pulssequenzdiagramm mit zwei aufeinanderfolgenden Pulssequenzabschnitten gezeigt. Ein erstes Repetitionsintervall TR_n liefert das Testeingangssignal und das gemessene Ausgangssignal in Form einer Chirp-Sequenz. Anhand dieser Daten wird dann die Gradientensystem-Übertragungsfunktion GSTF berechnet. Anschließend werden in dem nächsten Repetitionsintervall TR_n+1 korrigierte Gradienten G_{nom_k} ausgespielt, welche die sich ändernde Gradienten-System-Übertragungsfunktion GSTF kompensieren, so dass mit der ursprünglichen Gradiententrajektorie der nominellen Gradienten Gnom eine Bildrekonstruktion vorgenommen werden kann. Die Teilschaubilder 80b und 80c im unteren Teil der 8 entsprechen den bereits in 7 gezeigten Teilschaubildern 70b, 70c.
In 9 ist ein Flussdiagramm gezeigt, welches ein Korrekturverfahren zur Reduktion von temperaturbedingten Abweichungen einer Gradientenantwort einer MR-Pulssequenz bei der MR-Bildgebung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
Bei dem Schritt 9.1 wird zunächst eine MR-Pulssequenz ausgespielt, in diesem konkreten Ausführungsbeispiel eine EPI-Sequenz, wie sie in 6 gezeigt ist. Die Auslese-Gradienten der Gradientenpulssequenz sind rechteckig ausgebildet und eignen sich hervorragend als Test-Gradienten g_nom,1(t) zur Ermittlung einer Gradientenantwort. Bei dem Schritt 9.II wird nun während der regulären MR-Pulssequenz wiederholt eine Gradientenantwort g_real,1(t) auf die nominellen Test-Gradienten g_nom,1(t) durch eine Magnetfeldmessung in einem Untersuchungsbereich erfasst. Auf Basis der erfassten Gradientenantwort g_real,1(t) wird dann bei dem Schritt 9.III eine Gradientensystem-Übertragungsfunktion GSTF berechnet. Die Gradientensystem-Übertragungsfunktion GSTF ergibt sich aus dem Quotienten aus dem nominellen Test-Gradienten g_nom,1(t) und der Gradientenantwort. Bei dem Schritt 9.IV wird schließlich eine korrigierte MR-Pulssequenz auf Basis der Gradienten-Systemübertragungsfunktion GSTF und dem mindestens einen nominellen Test-Gradienten g_nom,l(t) ermittelt. Die Berechnung der korrigierten MR-Pulssequenz erfolgt wie in den Formeln 1 oder 2 gezeigt. Die ermittelte MR-Pulssequenz kann nun im Rahmen einer Bildrekonstruktion genutzt werden, um eine korrekte Trajektorie im k-Raum für eine Bildrekonstruktion zu verwenden. Die Schritte 9.1 bis 9.IV werden immer wieder wiederholt, um so den Temperaturgang während des gesamten Akquisitionsprozesses abzudecken.
In 10 ist ein Flussdiagramm 100 gezeigt, welches ein Verfahren zur Aufnahme von Magnetresonanzbilddaten eines Untersuchungsobjekts veranschaulicht. Bei dem Schritt 10.I werden Rohdaten RD akquiriert, welche mittels einer Gradientenpulssequenz erzeugt werden. Bei dem Schritt 10.II wird mit dem in 9 veranschaulichten Korrekturverfahren eine korrigierte Gradientenpulsequenz GP auf Basis der ausgespielten Gradientenpulssequenz sowie einer erfassten Antwort auf die ausgespielte Gradientenpulssequenz ermittelt. Schließlich wird eine auf Basis dieser korrigierten Gradientenpulssequenz GP ermittelte k-Raum-Trajektorie zur Rekonstruktion von MR-Bilddaten BD auf Basis der akquirierten Rohdaten verwendet.
In 11 ist ein Blockdiagramm gezeigt, welches eine Korrektur-Einrichtung 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Die Korrektur-Einrichtung 110 weist eine Ausgangsschnittstelle 111 zum Ausspielen einer MR-Pulssequenz, welche mindestens einen nominellen Test-Gradienten g_nom,1(t) umfasst, auf. Teil der Korrektur-Einrichtung 110 ist auch eine Eingangsschnittstelle 112 zum wiederholten Erfassen einer Gradientenantwort g_real,1(t) auf den mindestens einen nominellen Test-Gradienten g_nom,1(t) durch eine Magnetfeldmessung in einem Untersuchungsbereich. Die Korrektureinrichtung 110 umfasst auch eine Ermittlungseinheit 113 zum Ermitteln einer Gradientensystem-Übertragungsfunktion GSTF auf Basis der Gradientenantwort g_re _al,1(t). Die Ermittlungseinheit 113 erhält hierzu von der Eingangsschnittstelle 112 Magnitudenwerte M und Phasenwerte P einer Gradientenantwort g_real,1(t). Die ermittelte Gradientensystem-Übertragungsfunktion GSTF wird an eine Korrektureinheit 114 gesendet, die ebenfalls Teil der Korrektur-Einrichtung 110 ist. Die Korrektureinheit 114 ermittelt auf Basis der Gradientensystem-Übertragungsfunktion GSTF und des mindestens einen nominellen Test-Gradienten g_nom,1(t) eine korrigierte MR-Pulssequenz g_pre,1(t). Die korrekte MR-Pulssequenz g_pre,1(t) kann zum Beispiel an eine Bildrekonstruktionseinheit weitergegeben werden.
In 12 ist schematisch eine Bildrekonstruktionseinrichtung 120 zum Rekonstruieren von akquirierten Rohdaten RD unter Anwendung einer von der in 11 gezeigten Korrektur-Einrichtung 110 korrigierten MR-Pulssequenz gezeigt. Die Bildrekonstruktionseinrichtung 120 umfasst die in 10 gezeigte Korrektureinrichtung 110 sowie eine Eingangsschnittstelle 121 zur Akquisition von Rohdaten RD für eine MR-Bildgebung. Die Rohdaten RD sowie die von der Korrektureinrichtung 110 erzeugte korrigierte Gradientenpulssequenz mit dem korrigierten Gradienten g_pre,1(t) werden an eine Rekonstruktionseinheit 120a übermittelt, die ebenfalls Teil der Bildrekonstruktionseinrichtung 120 ist.
In 13 ist grob schematisch ein Magnetresonanztomographiesystem 1 dargestellt. Es umfasst zum einen den eigentlichen Magnetresonanzscanner 2 mit einem Untersuchungsraum 3 bzw. Patiententunnel, in dem auf einer Liege 8 ein Patient oder Proband positioniert ist, in dessen Körper sich das eigentliche Untersuchungsobjekt O befindet. Auch wenn in dem dargestellten Beispiel das Untersuchungsobjekt O im Torso abgebildet ist, wird die beschriebene MR-Bildgebung auch oft für Aufnahmen des Gehirns verwendet, da sie besonders gut zur Abbildung neurologischer Strukturen geeignet ist.
Der Magnetresonanzscanner 2 ist in üblicher Weise mit einem Grundfeldmagnetsystem 4, einem Gradientensystem 6 sowie einem HF-Sendeantennensystem 5 und einem HF-Empfangsantennensystem 7 ausgestattet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem HF-Sendeantennensystem 5 um eine im Magnetresonanzscanner 2 fest eingebaute Ganzkörperspule, wogegen das HF-Empfangsantennensystem 7 aus am Patienten bzw. Probanden anzuordnenden Lokalspulen besteht (in 13 nur durch eine einzelne Lokalspule symbolisiert). Grundsätzlich können aber auch die Ganzkörperspule als HF-Empfangsantennensystem und die Lokalspulen als HF-Sendeantennensystem genutzt werden, sofern diese Spulen jeweils in unterschiedliche Betriebsweisen umschaltbar sind. Das Grundfeldmagnetsystem 4 ist hier in üblicher Weise so ausgebildet, dass es ein Grundmagnetfeld in Längsrichtung des Patienten erzeugt, d. h. entlang der in z-Richtung verlaufenden Längsachse des Magnetresonanzscanners 2. Das Gradientensystem 6 umfasst in üblicher Weise einzeln ansteuerbare Gradientenspulen, um unabhängig voneinander Gradienten in x-, y- oder z-Richtung schalten zu können. Zudem enthält der Magnetresonanzscanner 2 (nicht dargestellte) Shimspulen, die in üblicher Weise ausgebildet sein können.
Bei dem in 13 dargestellten Magnetresonanztomographie-System handelt es sich um eine Ganzkörperanlage mit einem Patiententunnel, in den ein Patient komplett eingebracht werden kann. Grundsätzlich kann die Erfindung aber auch an anderen Magnetresonanztomographie-Systemen, z. B. mit seitlich offenem, C-förmigen Gehäuse, verwendet werden. Wesentlich ist nur, dass entsprechende Aufnahmen des Untersuchungsobjekts O angefertigt werden können.
Das Magnetresonanztomographie-System 1 weist weiterhin eine zentrale Steuereinrichtung 13 auf, die zur Steuerung des MR-Systems 1 verwendet wird. Diese zentrale Steuereinrichtung 13 umfasst eine Sequenzsteuereinheit 14. Mit dieser wird die Abfolge von Hochfrequenz-Pulsen (HF-Pulsen) und von Gradientenpulsen in Abhängigkeit von einer gewählten Pulssequenz PS oder einer Abfolge von mehreren Pulssequenzen zur Aufnahme mehrerer Schichten in einem interessierenden Volumenbereich des Untersuchungsobjekts innerhalb einer Messsitzung gesteuert. Eine solche Pulssequenz PS kann beispielsweise innerhalb eines Mess- oder Steuerprotokolls P vorgegeben und parametrisiert sein. Üblicherweise sind verschiedene Steuerprotokolle P für unterschiedliche Messungen bzw. Messsitzungen in einem Speicher 19 hinterlegt und können von einem Bediener ausgewählt (und bei Bedarf gegebenenfalls geändert) und dann zur Durchführung der Messung genutzt werden. Im vorliegenden Fall enthält die Steuereinrichtung 13 Pulssequenzen zur Akquisition der Rohdaten.
Zur Ausgabe der einzelnen HF-Pulse einer Pulssequenz PS weist die zentrale Steuereinrichtung 13 eine Hochfrequenzsendeeinrichtung 15 auf, die die HF-Pulse erzeugt, verstärkt und über eine geeignete Schnittstelle (nicht im Detail dargestellt) in das HF-Sendeantennensystem 5 einspeist. Zur Steuerung der Gradientenspulen des Gradientensystems 6, um entsprechend der vorgegebenen Pulssequenz PS die Gradientenpulse passend zu schalten, weist die Steuereinrichtung 13 eine Gradientensystemschnittstelle 16 auf. Über diese Gradientensystemschnittstelle 16 können die Diffusions-Gradientenpulse und beispielsweise auch Spoiler-Gradientenpulse appliziert werden. Die Sequenzsteuereinheit 14 kommuniziert in geeigneter Weise, z. B. durch Aussendung von Sequenzsteuerdaten SD, mit der Hochfrequenzsendeeinrichtung 15 und der Gradientensystemschnittstelle 16 zur Ausführung der Pulssequenz PS.
Die Steuereinrichtung 13 weist außerdem eine (ebenfalls in geeigneter Weise mit der Sequenzsteuereinheit 14 kommunizierende) Hochfrequenzempfangseinrichtung 17 auf, um innerhalb der durch die Pulssequenz PS vorgegebenen Auslesefenster ADC mittels des HF-Empfangsantennensystems 7 koordiniert Magnetresonanz-Signale zu empfangen und so die Rohdaten zu akquirieren.
Eine Rekonstruktionseinheit 120a übernimmt hier die akquirierten Rohdaten und rekonstruiert daraus MagnetresonanzBilddaten. Auch diese Rekonstruktion erfolgt in der Regel auf Basis von Parametern, die in dem jeweiligen Mess- oder Steuerprotokoll P vorgegeben sein können. Diese Bilddaten können dann beispielsweise in einem Speicher 19 hinterlegt werden.
Wie im Detail durch ein Einstrahlen von HF-Pulsen und das Schalten von Gradientenpulsen geeignete Rohdaten akquiriert und daraus MR-Bilder oder Parameter-Karten rekonstruiert werden können, ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt und wird daher hier nicht näher erläutert.
Die Korrektur-Einrichtung 110 steht mit den anderen Einheiten, insbesondere der Gradientensystemschnittstelle 16 oder der Sequenzsteuereinheit 14, in Datenkontakt. Alternativ kann sie auch Teil der Sequenzsteuereinheit 14 sein. Die Korrektur-Einrichtung 110 umfasst mehrere Einheiten zur Bestimmung oder Ermittlung verschiedener Größen. Einerseits werden von der Korrektur-Einrichtung 110 geeignete Test- und Referenz-Pulssequenzen erzeugt g_nom,1(t) und an die Gradientensystemschnittstelle 16 sowie die Sequenzsteuereinheit 14 übermittelt. Andererseits werden von der Korrektur-Einrichtung 110 auf Basis einer ermittelten Gradientencharakterisierungsfunktion GSTF korrigierte Gradienten g_pre,1 erzeugt und an die Rekonstruktionseinheit 120a übermittelt, welche auf deren Basis sowie auf der Basis von Rohdaten eine Bildrekonstruktion vornimmt.
Eine Bedienung der zentralen Steuereinrichtung 13 kann über ein Terminal 11 mit einer Eingabeeinheit 10 und einer Anzeigeeinheit 9 erfolgen, über das somit auch das gesamte Magnetresonanztomographie-System 1 durch eine Bedienperson bedient werden kann. Auf der Anzeigeeinheit 9 können auch Magnetresonanztomographie-Bilder angezeigt werden, und mittels der Eingabeeinheit 10, gegebenenfalls in Kombination mit der Anzeigeeinheit 9, können Messungen geplant und gestartet und insbesondere Steuerprotokolle P ausgewählt und gegebenenfalls modifiziert werden.
Das erfindungsgemäße Magnetresonanztomographie-System 1 und insbesondere die Steuereinrichtung 13 können darüber hinaus noch eine Vielzahl von weiteren, hier nicht im Einzelnen dargestellten, aber üblicherweise an derartigen Anlagen vorhandenen Komponenten aufweisen, wie beispielsweise eine Netzwerkschnittstelle, um das gesamte System mit einem Netzwerk zu verbinden und Rohdaten und/oder Bilddaten bzw. Parameterkarten, aber auch weitere Daten, wie beispielsweise patientenrelevante Daten oder Steuerprotokolle, austauschen zu können.
Wie durch ein Einstrahlen von HF-Pulsen und die Erzeugung von Gradientenfeldern geeignete Rohdaten akquiriert und daraus Magnetresonanztomographie-Bilder rekonstruiert werden können, ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt und wird hier nicht näher erläutert. Ebenso sind verschiedenste Messsequenzen, wie z. B. EPI-Messsequenzen oder andere Messsequenzen zur Erzeugung von Bilddaten, auch diffusionsgewichteten Bilddaten, dem Fachmann vom Grundsatz her bekannt.
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den zuvor detailliert beschriebenen Verfahren und Aufbauten lediglich um Ausführungsbeispiele handelt und dass das Grundprinzip auch in weiten Bereichen vom Fachmann variiert werden kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist. Weiterhin ist das beschriebene Verfahren auch nicht auf medizinische Anwendungen beschränkt. Es wird der Vollständigkeit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit“ nicht aus, dass diese aus mehreren Komponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.

Claims

Korrekturverfahren zur Reduktion von temperaturbedingten Abweichungen einer Gradientenantwort (g_real,1(t)) einer MR-Pulssequenz bei der MR-Bildgebung, aufweisend die Schritte: - Ausspielen einer MR-Pulssequenz (PS), welche mindestens einen nominellen Test-Gradienten (g_nom,1(t)) umfasst, - wiederholtes Erfassen einer Gradientenantwort (g_real,1(t)) auf den mindestens einen nominellen Test-Gradienten (g_nom,1 (t)) durch eine Magnetfeldmessung in einem Untersuchungsbereich während eines MR-Bildgebungsprozesses, - Ermitteln einer Gradientencharakterisierungsfunktion (GSTF, GIRF) auf Basis der Gradientenantwort (g_real,1(t) ) , - Ermitteln einer korrigierten MR-Pulssequenz (GP) auf Basis der Gradientencharakterisierungsfunktion (GSTF, GIRF) und des mindestens einen nominellen Test-Gradienten (g_nom,1(t)).
Korrekturverfahren nach Anspruch 1, wobei das wiederholte Erfassen einer Gradientenantwort (g_real,1(t)) mindestens nach jedem fünften Repetitionsintervall erfolgt.
Korrekturverfahren nach Anspruch 2, wobei das wiederholte Erfassen einer Gradientenantwort (g_real,1(t)) in jedem Repetitionsintervall erfolgt.
Korrekturverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der nominelle Test-Gradient (g_nom,1(t)) eine rechteckige Form oder eine Trapezform aufweist.
Korrekturverfahren nach Anspruch 4, wobei die Gradientenpulssequenz (GP) den nominellen Test-Gradienten (g_nom(t)) als einen integralen Bestandteil umfasst.
Korrekturverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Gradientenpulssequenz (GP) den nominellen Test-Gradienten (g_nom(t)) als einen zusätzlichen Gradientenpuls umfasst.
Korrekturverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Gradientenpulssequenz (GP) keine rechteckigen oder trapezförmigen Gradientenpulse umfasst, so dass der nominelle Test-Gradient (g_nom,1(t)) eine von einer rechteckigen und von einer Trapezform abweichende Gestalt aufweist.
Korrekturverfahren nach Anspruch 7, wobei der nominelle Test-Gradient (g_nom,1(t)) mindestens einen Chirp-Puls (G_{CH_nom}) aufweist und zur Ermittlung der Gradientencharakterisierungsfunktion (GSTF, GIRF) die Gradientenantwort (G_{CH_real}) des Chirp-Pulses erfasst wird.
Korrekturverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Gradientenpulssequenz (GP) mindestens einen spiralförmigen Gradienten umfasst.
Korrekturverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei auf Basis der Gradientencharakterisierungsfunktion (GSTF, GIRF) und des mindestens einen nominellen Test-Gradienten (g_nom,1(t)) eines Repetitionsintervalls ein bereits ausgespielter Gradient (g_post,1(t)) der Gradientenpulssequenz (GP) korrigiert wird.
Korrekturverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei auf Basis der Gradientensystem-Übertragungsfunktion (GSTF) und des mindestens einen nominellen Test-Gradienten (g_nom,1(t)) eines Repetitionsintervalls im Voraus ein korrigierter Gradient (g_pre,1(t)) der Gradientenpulssequenz (GP) eines nachfolgenden Repetitionsintervalls ermittelt wird.
Verfahren zur Aufnahme von Magnetresonanzbilddaten eines Untersuchungsobjekts (O) mit zumindest folgenden Schritten: - Akquirieren von Rohdaten (RD), welche mittels einer Gradientenpulssequenz (GP) erzeugt werden, - Ermitteln einer korrigierten Gradientenpulsequenz (GP) auf Basis des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, - Rekonstruieren von MR-Bilddaten (BD) auf Basis der akquirierten Rohdaten (RD) sowie der korrigierten Gradientenpulssequenz (GP).
Korrektur-Einrichtung (110), aufweisend: - eine Ausgangsschnittstelle (111) zum Ausspielen einer MR-Pulssequenz (GP), welche mindestens einen nominellen Test-Gradienten (g_nom,l(t)) umfasst, - eine Eingangsschnittstelle (112) zum wiederholten Erfassen einer Gradientenantwort (g_real,1 (t)) auf den mindestens einen nominellen Test-Gradienten (g_nom,1(t)) durch eine Magnetfeldmessung in einem Untersuchungsbereich, - eine Ermittlungseinheit (113) zum Ermitteln einer Gradientencharakterisierungsfunktion (GSTF, GIRF) auf Basis der Gradientenantwort (g_real,1 (t) ) , - eine Korrektureinheit (114) zum Ermitteln einer korrigierten MR-Pulssequenz (GP) auf Basis der Gradientencharakterisierungsfunktion (GSTF, GIRF) und des mindestens einen nominellen Test-Gradienten (g_nom,1(t)).
MR-Bildrekonstruktionseinrichtung (120), aufweisend: - eine Korrektur-Einrichtung (110) nach Anspruch 13, - eine Eingangsschnittstelle (121) zum Akquirieren von MR-Rohdaten (RD) von einem Untersuchungsbereich, - eine Bildrekonstruktionseinheit (120a) zum Rekonstruieren von Bilddaten (BD) auf Basis der akquirierten Rohdaten (RD) und auf Basis einer von der Korrektur-Einrichtung (110) korrigierten MR-Pulssequenz (GP).
Magnetresonanzanlage (1) mit einem Grundfeldmagnetsystem (4), einem HF-Sendeantennensystem (5), einem Gradientensystem (6), einem HF-Empfangsantennensystem (7) mit einer Steuereinrichtung zur Ansteuerung des Grundfeldmagnetsystems (4), des HF-Sendeantennensystems (5), des Gradientensystems (6) und des HF-Empfangsantennensystem (7) und mit einer Korrektur-Einrichtung (110) nach Anspruch 13.
Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches direkt in eine Speichereinheit der Steuereinrichtung einer Magnetresonanzanlage nach Anspruch 15 ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 auszuführen, wenn das Computerprogramm in der Magnetresonanzanlage ausgeführt wird.
Computerlesbares Medium, auf welchem von einer Rechnereinheit einlesbare und ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Rechnereinheit ausgeführt werden.